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生物标志物是疾病诊断的可信指标,建立简单、高特异性、高通量、通用性的生物传感平台对于检测生物标志物具有重要意义。核酸探针（DNA或适配体）作为一种分子识别元件,具有高亲和力、高特异性、易修饰、设计灵活、性质稳定等优点,已经在疾病诊断、监测和治疗方面得到了广泛关注。然而,基于探针构象改变的电化学DNA/适配体传感器通常构建在金基底表面,在非金电极表面固定核酸探针往往存在稳定性差、连接效率低以及不可控等缺点。此外,在非金材质纳米粒子表面探针的固定也存在一些局限性,例如连接效率低、组装步骤复杂、反应条件严苛等。本论文采用核酸作为分子识别元件,基于叠氮-炔基、巯基-炔基等点击反应,在丝网印刷电极（SPCE）、氧化铟锡（ITO）电极和二氧化硅纳米粒子表面固定核酸探针,构建了一系列电化学和核磁共振成像（MRI）DNA/适配体生物传感器,通过目标诱导探针构象变化的方式实现了对目标物的检测。主要研究内容如下:为了提高核酸探针在廉价电极表面修饰的通用性,采用无铜离子环张力促进叠氮-炔基点击反应（SPAAC）,在金沉积的SPCE（Au-SPCE）上构建了E-DNA/适配体传感器,实现了对p53 DNA和VEGF165蛋白质的分析检测。两端分别修饰DBCO和亚甲基蓝的p53 DNA探针和VEGF165适配体作为识别元件,构建了“Signal-off”型的p53 E-DNA传感器和“Signal-on”型的VEGF165 E-适配体传感器,证明了SPAAC反应在非金电极构建E-DNA/适配体传感器的通用性。探针覆盖度可以通过探针浓度进行调控,p53 E-DNA传感器的最优探针覆盖度为1.7×1012molecules cm-2,VEGF165E-适配体传感器的最优探针覆盖度为1.9×1011 molecules cm-2,这些结果与传统Cu AAC反应构建的E-DNA/适配体传感器的探针覆盖度相当,且传感器对p53 DNA和VEGF165蛋白的检测下限分别达到了0.76 n M和8.20p M。此外,p53 E-DNA传感器和VEGF165 E-适配体传感器在50%的血清样品中测得的目标物加标回收率范围分别为98.0%-102.5%和80.0%-105.0%。针对在廉价电极构建多通道电化学DNA/适配体（E-DNA/适配体）传感器存在不可控和连接效率低等问题,采用电触发点击反应选择性地在多通道Au-SPCE表面固定不同的DNA/适配体,构建了多通道E-DNA/适配体传感器用于同时检测目标DNA和蛋白质。该E-DNA/适配体传感器是由三个独立的SPCE组成,通过控制电极电路开关,Cu（II）电还原为Cu（I）催化炔基-叠氮环加成（Cu AAC）反应,将两端分别修饰炔基和亚甲基蓝的不同DNA/适配体探针可控地修饰在特定的电极表面,其探针覆盖度可通过铜离子浓度、还原电压以及探针浓度调控。“Signal-off”型的p53 E-DNA传感器和凝血酶E-适配体传感器的探针覆盖度可达到5.5×1012molecules cm-2和4.6×1012 molecules cm-2;而“Signal-on”型的VEGF165 E-适配体传感器的最优探针覆盖度为3.2×1011 molecules cm-2;这些结果与在金电极构建的传统E-DNA/适配体传感器的探针覆盖度匹配。该多通道传感器能够同时检测p53DNA、凝血酶和VEGF165蛋白,且相邻电极之间不存在信号串扰,其检测下限分别为0.35 n M、0.22 n M和0.014 n M。此外,该多通道E-DNA/适配体传感器在50%血清样品中测得的目标物加标回收率范围为87.3%到118.0%。由于电触发点击反应可能存在金属离子催化剂毒性问题和额外的SPCE表面修饰问题,本论文进一步开发了可见光（530 nm）触发的巯基-炔基点击（Thiol-Yne）反应,在ITO电极表面构建多通道电化学核酸传感器,实现了对DNA和RNA的同时检测。该传感器是由四个独立的ITO电极组成,通过可见光触发Thiol-Yne反应,可控地将两端分别修饰巯基和亚甲基蓝的不同核酸探针固定到特定的ITO电极表面,其探针覆盖度可通过辐射光源、辐射时间以及探针浓度因素进行调控,其最大探针覆盖度可以达到9.2×1010 molecules cm-2。该多通道E-NA传感器可以同时检测p53 DNA、Brca2 DNA、K-ras DNA和Micro-204 RNA四种不同的目标核酸,且相邻电极之间不存在信号串扰,其检测下限分别为0.72 n M、0.97 n M、2.15n M和1.73 n M。此外,该多通路E-NA传感器在20%血清样品中测得的目标物加标回收率范围为96.5%到113.6%。为了提高核酸探针在非金属纳米颗粒表面的连接效率,采用Cu AAC反应构建了“off-on”型的19F磁共振成像(19F MRI)适配体纳米传感器,实现了对三磷酸腺苷（ATP）的定量分析。Gd3+标记的ATP适配体可以通过与全氟-15-冠-5-醚（PFCE）为核和二氧化硅为壳的纳米颗粒(Si O2@19FNP)表面的捕获探针杂交固定。通过对Gd3+修饰的ATP适配体浓度的调控,Gd3+复合物在纳米粒子表面的负载量可达3.2×10~5molecules/19FNP,优于常用的EDC/NHS方法。相同条件下,基于Gd3+复合物对19F的顺磁弛豫效应（PRE）,在含有ATP、CTP、GTP、UTP的溶液中,通过NMR、T2以及MRI测试证明了该传感器可以特异性地识别目标物ATP。此外,在HEPES缓冲液、10%人血清和He La细胞提取液中可以定量检测ATP,其检测下限分别为26.7μM、37.2μM、30.6μM。